CN202330209U - 一种简易的沼气中甲烷和二氧化碳含量的测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种简易的沼气中甲烷和二氧化碳含量的测定装置，由注射器、注射器针头、塑料毛细管、量筒、强碱性溶液和烧杯组成，注射器针头安装在注射器上，塑料毛细管一端连接在注射器针头上，另一端伸入量筒口，装满强碱性溶液的量筒倒置于装有强碱溶液的烧杯中。本实用新型进行甲烷含量测定时，测定效率更高，更简便，更实用，测定成本低。

Description

一种简易的沼气中甲烷和二氧化碳含量的测定装置

技术领域

本发明涉及环境保护与资源再利用领域，具体地涉及到一种简易的沼气中甲烷和二氧化碳含量的测定装置与装置使用方法。 

背景技术

沼气中甲烷及二氧化碳的含量是反映整个沼气发酵过程运行状况的重要参数。设计一种准确、简便、快速的甲烷含量测定装置和使用方法对指导沼气发酵过程和评价沼气的质量有重要的意义。 

目前已有的沼气成分检测方法主要有奥氏气体分析方法、气相色谱分析方法、热催化元件检测方法和红外检测方法。奥氏气体分析方法：采用氢氧化钠溶液吸收CO₂，以焦性没食子酸碱性溶液吸收O₂，从而测出CH₄、CO₂、O₂的含量。该方法使用的设备结构简单，但是需要的试剂较多，而且需要事先用代表性气体对设备进行标定，不便进行现场分析。此外，还需要训练有素的技术人员操作，而且分析测试的劳动强度较大；气相色谱分析方法的工作原理是根据沼气各组分气体在色谱柱中的物理吸附状况的差别进行分离后，采用TCD传感器测定CH₄和CO₂的含量。虽然该方法精确度高，但是色谱仪价格相对较贵，而且不能现场分析；热催化检测方法是利用电加热电极达到高温与瓦斯气体发生氯化反应产生大量热量使电阻增大从而间接地推算出甲烷的浓度。该方法分析速度快，适合在线检测煤矿矿井空气中甲烷含量是否超标。矿井中使用的便携瓦斯分析仪以及固定式瓦斯传感器就是按此原理设计制造的。此种装置的缺点是需要频繁标定(需7天标定一次)、使用寿命短(仅一年)、精度差(10％)。它只能测量含量在0-4％的甲烷。高浓度甲烷会使传感器中毒甚至报废。此外，它不能测量CO₂含量；红外检测方法利用CH₄、CO₂气体会吸收波长为3.4um，4.26um的红外线的特性，通过红外吸收率的变化得到CH₄、CO₂含量。目前它是国外从事沼气测量的首选测量仪器，其优点是可以在线实时测量，不需要气袋采样，没有耗材消耗，测量精度高，但是价格不菲。 

发明内容

本发明通过采用强碱性溶液吸收沼气中的CO₂和H₂S，测定沼气中甲烷和二氧化碳的含量。测定装置由注射器(50-100ml)、注射器针头(9#或10#)、塑料毛细管、量筒(50-100ml)、强碱性溶液和烧杯(500ml)组成，注射器针头安装在注射器上，塑料毛细管一端连接在注射器针头上，另一端伸入量筒口，装满强碱性溶液的量筒倒置于装有强碱溶液的烧杯中。 

一种简易的沼气中甲烷和二氧化碳含量的测定装置，优先于测定装置是由注射器、注射器针头、塑料 毛细管、量筒、强碱性溶液和烧杯组成，注射器针头安装在注射器上，塑料毛细管一端连接在注射器针头上，另一端伸入量筒口，装满强碱性溶液的量筒倒置于装有强碱溶液的烧杯中。优选于烧杯中盛有一定体积的强碱溶液。优选于注射器针头上固定有一条能与之紧密配合的塑料毛细管，该塑料毛细管另一端伸入到上述倒置的量筒中。 

综上所述，本实用新型的优点是：本实用新型进行甲烷含量测定时，测定效率更高，更简便，更实用，测定成本低。 

附图说明

附图是本实用新型实施例所述测定甲烷含量装置的结构图 

附图标记说明： 

1、沼气；2、100毫升注射器；3、阀门；4、毛细管；5、甲烷；6、500毫升烧杯；7、强碱性溶液；8、100毫升量筒。 

具体实施方式

如图所示，在测定前，首先，向上述烧杯中注入强碱性溶液200毫升，例如，浓度为0.1-10摩尔的氢氧化钠、氢氧化钾或其它强碱性溶液；然后，用注射器抽出量筒中的空气，直至烧杯中的强碱性溶液上升至量筒的底部，并且有少量强性溶液进入注射器为止；最后，小心地将上述塑料毛细管的末端从量筒的底部向量筒口的方向移动，直至量筒口以上1-2厘米处，并用橡皮筋将塑料毛细管固定在量筒外面的适当位置处。测定时，从塑料毛细管上取下注射器，并将此塑料毛细管的端部固定在量筒的适当部位，以保持管中强碱性溶液液面刚好与此塑料毛细管的端部内的液面平齐。用自来水反复冲洗卸下的注射器，直至冲洗水不呈碱性为止。用冲洗后的注射器从待测沼气发酵装置中准确抽取一定量的沼气，并记录抽取的沼气体积；将此注射器重新安装到上述塑料毛细管的端部；缓缓推动注射器活塞，使其中的沼气以不连续的小气泡形式注入上述倒置的量筒中。气泡在上升时，其中的CO₂和H₂S被强碱性溶液吸收，存留的甲烷则将强碱性溶液从倒置的量筒的口处挤压到烧杯中。为了保证沼气中除甲烷以外的可被强碱性溶液吸收的气体都被吸收，上述操作完成五分钟之后，记录量筒内强碱性溶液弯月面所在的刻度(即甲烷的体积)，并用直尺量取量筒内强碱性溶液弯月面距量筒底部以厘米为单位的距离。按下式计算沼气中二氧化碳(包括硫化氢)和甲烷百分含量： 

$V_{{\mathrm{CO}}_2}=\{(V_{\mathrm{Biogas}}-\mathrm{Px}{V}_{\mathrm{CH}4})/V_{\mathrm{Biogas}}\}x100$

式中： 

V_Biogas——抽取的待测沼气体积(毫升) 

V_CH4——量筒刻度上读取的甲烷体积(毫升) 

——二氧化碳在待沼气中的百分含量(％)。由于沼气中硫化氢与二氧化碳相比含量很少，小体积沼气中硫化氢所占有的体积可以忽略不计 

P——压力换算系数，其数值为[(1000+A)/1000]，其中，A为量筒底部距量筒内强碱性溶液液面的距离(厘米)；1000为在标准状况下，一个大气压折算成的水柱高度沼气中甲烷的百分含量为： 

A＝(PxV_CH4/V_Biogas)x100 

式中： 

A——待测沼气中甲烷的百分含量(％) 

P——压力换算系数。 

Claims (3)

1.一种简易的沼气中甲烷和二氧化碳含量的测定装置，其特征在于：所述的测定装置由注射器、注射器针头、塑料毛细管、量筒、强碱性溶液和烧杯组成，注射器针头安装在注射器上，塑料毛细管一端连接在注射器针头上，另一端伸入量筒口，装满强碱性溶液的量筒倒置于装有强碱溶液的烧杯中。

2.根据权利要求1所述的测定装置，其特征是烧杯中盛有一定体积的强碱溶液。

3.根据权利要求1所述的测定装置，其特征是注射器针头上固定有一条能与之紧密配合的塑料毛细管，该塑料毛细管另一端伸入到上述倒置的量筒中。 

Images